Quartus II与ModelSim SE后仿真实例:VHDL版LFSR

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"这篇教程介绍了如何在Quartus II 和 ModelSim SE环境下进行VHDL设计的后仿真。作者以一个简单的线性反馈移位寄存器(LFSR)为例,详细阐述了设置Quartus II 工程、配置仿真工具、编译VHDL代码以及在ModelSim中添加Altera仿真库的步骤。" 详细知识点说明: 1. **Quartus II**: Quartus II 是Altera公司的一款综合、适配、编程和调试软件,用于FPGA(Field Programmable Gate Array)的设计与开发。用户可以通过它来编写、编译和优化VHDL或Verilog代码。 2. **ModelSim SE**: ModelSim 是 Mentor Graphics 公司的一款仿真工具,支持VHDL和Verilog等硬件描述语言,用于验证数字逻辑设计的正确性。在本教程中,它被用作Quartus II 的后仿真工具。 3. **后仿真(POST-SIMULATION)**: 在硬件描述语言(HDL)设计流程中,后仿真是在综合和布局布线之后进行的,使用实际的门级网表进行,能够更准确地反映出设计在目标器件上的行为。 4. **设置仿真工具**: 在Quartus II 中,用户可以在新建项目向导中或通过“Assignments” -> “EDA Tool Settings”菜单设置仿真工具为ModelSim SE。 5. **编译VHDL代码**: 对lfsr4.vhd 文件进行全编译后,Quartus II会在工程目录下的simulation文件夹中生成用于后仿真的文件,包括lfsr4.vho (布局布线后的仿真模型),lfsr4_modelsim.xrf (元件实例化信息),以及lfsr4_vhd.sdo (标准延时输出文件)。 6. **ModelSim中添加Altera仿真库**: 为了在ModelSim中仿真Altera器件,需要手动添加对应的库。创建两个文件夹,一个用于存放公用库(如altera_base),另一个用于特定器件库(如cyclone)。然后在ModelSim中创建新库并指定路径。 7. **创建库的步骤**: 使用File->New->Library命令创建新库,输入库名和物理路径,并将Altera的库文件路径映射到新建的库文件夹中。 8. **线性反馈移位寄存器(LFSR)**: LFSR是一种简单的数字电路,常用于生成伪随机序列。在本例中,lfsr4.vhd 和 lfsr4_tb.vhd 分别是LFSR的设计文件和测试平台文件。 9. **VHDL和Verilog的仿真流程**: 在完成代码编写后,先进行前仿真验证设计功能,然后进行综合生成门级网表,最后进行后仿真,以更接近实际硬件性能的方式验证设计。 通过以上步骤,开发者可以使用Quartus II 和 ModelSim SE 完成一个基于VHDL的FPGA设计的完整仿真过程,从而确保设计的正确性和性能。这个教程对于初学者理解FPGA开发流程和使用相关工具具有指导意义。